(57)【要約】【課題】  広い洗浄可能領域を有し、構造が簡単なノズル装置を提供することである。【解決手段】  第１通水路（１２ａ）が内部に設けられ、給水源に接続された固定部（１２）と、第１通水路と流体連通する第２通水路（１６）が内部に設けられ、固定部の軸（１２ｂ）を中心として回転するように配置された回転部（１４）とを備え、回転部には、第２通水路から回転部の下面に位置するノズル先端まで延びた少なくとも１つのノズル孔（２０，２２）が設けられ、ノズル孔のうち少なくとも１つ（２０）が、ノズル先端（２０ｂ）の箇所において、ノズル先端が円周上に位置する軸を中心とする所定半径の仮想円（Ｃ1 ）に対する接線に沿って見たとき、軸に対して角度α傾斜していることを特徴とする回転ノズル装置（１０）が提供される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転ノズル装置であって、
第１通水路が内部に設けられ、給水源に接続された固定部と、
前記第１通水路と流体連通する第２通水路が内部に設けられ、前記固定部の軸を中心として回転するように配置された回転部とを備え、
前記回転部には、前記第２通水路から前記回転部の下面に位置するノズル先端まで延びた少なくとも１つのノズル孔が設けられ、前記ノズル孔のうち少なくとも１つが、前記ノズル先端の箇所において、前記ノズル先端が円周上に位置する前記軸を中心とする所定半径の仮想円に対する接線に沿って見たとき、前記軸に対して角度α傾斜していることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記角度αが、１０°〜２０°の範囲内にあることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記ノズル孔が、前記軸及び各ノズル孔を通る断面で見たとき、前記第２通水路との接続箇所から前記ノズル先端に向かって互いに遠去かる方へ傾斜するように形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
前記回転部には、前記第２通水路から前記回転部の上面又は側面に位置するノズル先端まで延びた別のノブル孔が更に設けられていることを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項５】
回転ノズル装置であって、
第３通水路が内部に設けられ、給水源に接続された固定部と、
前記第３通水路と流体連通する第４通水路が内部に設けられ、前記固定部の軸を中心として回転するように配置された回転部とを備え、
前記回転部には、前記第４通水路から前記回転部の下面に位置するノズル先端まで延びた多数のノズル孔が設けられ、前記ノズル孔が、前記軸を中心とする複数の同心円上に規則的に配列されており、前記ノズル孔のうち少なくとも最も外側に位置する同心円上に配列されているノズル孔の各々が、当該ノズル孔のノズル先端の箇所において、前記最も外側の同心円に対する接線に沿って見たとき、前記軸に対して、それぞれ角度β傾斜していることを特徴とする装置。
【請求項６】
前記角度βが、１０°〜２０°の範囲内にあることを特徴とする請求項５に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に、ノズル装置に関する。より詳細には、本発明は、農作物等の効率的な洗浄を可能にした回転ノズル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ジャガイモやトマト等の農作物は、収穫された後、表面に付着した土等を取り除くため、洗浄してから出荷されるのが通常である。このような洗浄は一般的に、農作物に対してノズルから水を噴射することによって行われている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の洗浄手段では、洗浄可能領域を広くすることを目的として、ノズル先端が揺動するようにノズル装置にリンク機構が設けられているため、装置が複雑となり、故障の一因になるという課題がある。また、ノズルの数を増やして洗浄可能領域を広くしようとすると、洗浄設備自体が大型になるため、コスト高になるという課題もある。このように、従来は、広い洗浄可能領域を有する構造が簡単な洗浄手段が見受けられなかった。
【０００４】
本発明は、このような状況に鑑みて案出されたものであって、広い洗浄可能領域を有し、構造が簡単な回転ノズル装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本願請求項１に記載の回転ノズル装置は、第１通水路が内部に設けられ、給水源に接続された固定部と、前記第１通水路と流体連通する第２通水路が内部に設けられ、前記固定部の軸を中心として回転するように配置された回転部とを備え、前記回転部には、前記第２通水路から前記回転部の下面に位置するノズル先端まで延びた少なくとも１つのノズル孔が設けられ、前記ノズル孔のうち少なくとも１つが、前記ノズル先端の箇所において、前記ノズル先端が円周上に位置する前記軸を中心とする所定半径の仮想円に対する接線に沿って見たとき、前記軸に対して角度α傾斜していることを特徴とするものである。
【０００６】
本願請求項２に記載の回転ノズル装置は、前記請求項１の装置において、前記角度αが、１０°〜２０°の範囲内にあることを特徴とするものである。
【０００７】
本願請求項３に記載の回転ノズル装置は、前記請求項１又は２の装置において、前記ノズル孔が、前記軸及び各ノズル孔を通る断面で見たとき、前記第２通水路との接続箇所から前記ノズル先端に向かって互いに遠去かる方へ傾斜するように形成されていることを特徴とするものである。
【０００８】
本願請求項４に記載の回転ノズル装置は、前記請求項１から３までのいずれか１項の装置において、前記回転部には、前記第２通水路から前記回転部の上面又は側面に位置するノズル先端まで延びた別のノブル孔が更に設けられていることを特徴とするものである。    
【０００９】
本願請求項５に記載の回転ノズル装置は、第３通水路が内部に設けられ、給水源に接続された固定部と、前記第３通水路と流体連通する第４通水路が内部に設けられ、前記固定部の軸を中心として回転するように配置された回転部とを備え、前記回転部には、前記第４通水路から前記回転部の下面に位置するノズル先端まで延びた多数のノズル孔が設けられ、前記ノズル孔が、前記軸を中心とする複数の同心円上に規則的に配列されており、前記ノズル孔のうち少なくとも最も外側に位置する同心円上に配列されているノズル孔の各々が、当該ノズル孔のノズル先端の箇所において、前記最も外側の同心円に対する接線に沿って見たとき、前記軸に対して、それぞれ角度β傾斜していることを特徴とするものである。
【００１０】
本願請求項６に記載の回転ノズル装置は、前記請求項５の装置において、前記角度βが、１０°〜２０°の範囲内にあることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明により、複雑な設備を必要とせずに、広範囲の洗浄可能領域を有するノズル装置が提供される。本発明の装置では、駆動ノズル孔の傾斜角度を１０°〜２０°とすることにより、適当な回転速度を得ることができ、特別の回転抑制（ブレーキ）装置を必要としない。また、本発明の装置では、駆動ノズル孔に傾斜角度が設けられており、噴射水流が被洗浄物に傾斜して当たるため、効果的な洗浄が期待できる。さらに、本発明の装置では、駆動ノズル孔以外にノズル孔を設けることにより、死角の少ない広範囲の洗浄を実施することができる（例えば、回転部の上面にノズル孔を設けると、上方に位置する被洗浄物の洗浄が可能になり、回転部の側面にノズル孔を設けると、側方に位置する被洗浄物の洗浄が可能になる）。本発明の装置は、農作物の洗浄等の他、工業用の洗浄作業に使用することもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に図面を参照して、本発明の好ましい実施の形態に係る回転ノズル装置について詳細に説明する。図１（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係る回転ノズル装置の底面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）の線１ｂ−１ｂに沿って見た断面図である。図１（ｂ）において全体として参照符号１０で示される本発明の第１の実施の形態に係る回転ノズル装置は、固定部１２を備えている。固定部１２の内部には、第１通水路１２ａが設けられており、第１通水路１２ａは、水道管（図１（ｂ）において二点鎖線で図示）等を介して給水源（図示せず）に接続されている。
【００１３】
本発明の第１の実施の形態に係る回転ノズル装置１０は又、固定部１２の軸１２ｂを中心として回転するように配置された回転部１４を備えている。回転部１４は、固定部１２の軸１２ｂに通すための開口が中央に設けられたほぼリング状の形状を有しており、中央の開口に固定部１２の軸１２ｂを通すことによって、固定部１２に対して回転できるようになっている。回転部１４の内部には、固定部１２の第１通水路１２ａと流体連通する第２通水路１６が設けられている。
【００１４】
なお、図１（ｂ）において、参照符号１８ａは、回転部１４が円滑に回転するように固定部１４の軸１４ｂに配置された滑り軸受（例えば、ドライメタル）を示し、参照符号１８ｂは、回転部１４の脱落防止用のリングを示している。また、参照符号１８ｃは、回転部１４の回転時における摩擦を軽減するための摩擦低減材（例えば、テフロン（登録商標））を示している。
【００１５】
回転部１４には、第２通水路１６から回転部１４の下面１４ａまで延びた第１ノズル孔２０（第２通水路１６との接続箇所を２０ａ、下面１４ａに位置するノズル先端を２０ｂとする）と、第２通水路１６から回転部１４の下面１４ａまで延びた第２ノズル孔２２（第２通水路１６との接続箇所を２２ａ、下面１４ａに位置するノズル先端を２２ｂとする）とが設けられている。なお、回転部１４の「下面１４ａ」とは、固定部１２から遠い側の回転部１４の面を意味し、後述する回転部１４の「上面１４ｂ」、「側面１４ｃ」とは、固定部１２に近い側の回転部１４の面、固定部１４の外周面をそれぞれ意味する。
【００１６】
第１ノズル孔２０のノズル先端２０ｂは、回転部１４の下面１４ａにおいて軸１２ｂを中心とする仮想円Ｃ1 （図１（ａ）参照）の円周上に位置する。いま、ノズル先端２０ｂの箇所において仮想円Ｃ1 に対する接線（図１（ａ）において矢視２ａ−２ａ）に沿って見たとき、第１ノズル孔２０は、回転部１４の回転軸線（換言すると、固定部１２の軸１２ｂ）に対して角度α傾斜している（図２（ａ）参照）。
【００１７】
第１ノズル孔２０が角度α傾斜していることにより、第１ノズル孔２０から水が噴出したとき、回転部１４がこの噴出力により、固定部１２の軸１２ｂを中心として回転することとなる。すなわち、第１ノズル孔２０からの水の噴出力をＦとすると、回転軸線に直交する面内においてＦの水平分力である（Ｆ×ｓｉｎα）が作用するが（図２（ｂ）参照）、水平分力（Ｆ×ｓｉｎα）が推進力となって、回転部１４が固定部１２の軸１２ｂを中心として回転する。本発明者が種々の実験を行った結果、角度αは、１０°〜２０°とするのが好ましいことを見い出した。角度αがこの範囲よりも大きいと、回転部１４の回転速度が速くなり、ノズル先端から噴出される水が霧状になって、洗浄力が弱められる。一方、角度αがこの範囲よりも小さいと、回転部１４の回転速度が遅くなり、洗浄時間が長くなる。
【００１８】
なお、第１ノズル孔２０は、上述のように、回転部１４の回転に寄与するため、本明細書においては、「駆動ノズル孔」と呼ぶこととする。
【００１９】
好ましくは、第１ノズル孔２０及び第２ノズル孔２２は、回転軸線及び各ノズル孔を通る断面（図１（ｂ）参照）で見たとき、第２通水路１６との接続箇所２０ａ、２２ａからノズル先端２０ｂ、２２ｂに向かって互いに遠去かる方へ傾斜している。これにより、図３（ａ）に示されるように、ノズル孔２０、２２から水が広範囲に噴出され（図３参照）、効率的な洗浄を行うことができる。なお、図１（ｂ）に示される例では、接続箇所２０ａ、２２ａからノズル先端２０ｂ、２２ｂに向けての傾斜角度が、２つのノズル孔２０、２２とも、実質的に同一であるものとして示されているが、これらの傾斜角度がそれぞれ異なるように構成してもよい（図４参照）。
【００２０】
図１に示される回転ノズル装置１０では、２つのノズル孔２０、２２とも、回転部１４の下面１４ａにノズル先端２０ｂ、２２ｂが設けられているが、一方のノズル孔のノズル先端２２′ｂを回転部１４の上面１４ｂに設けてもよいし（図５参照）、また、一方のノズル孔２２′のノズル先端２２′′ｂを回転部１４の側面１４ｃに設けてもよい（図６参照）。
【００２１】
また、図１に示される回転ノズル装置１０では、回転部１４に設置されるノズル孔は２基であるが、ノズル孔の設置基数を１基又は３基以上としてもよい。さらに、図１に示される回転ノズル装置１０では、駆動ノズル孔は１基のみであるが、複数の駆動ノズル孔を設けてもよい。
【００２２】
図７は、本発明の第２の実施の形態に係る回転ノズル装置３０を示した図１と同様の図である。本発明の第２の実施の形態に係る回転ノズル装置３０は、多数のノズル孔が設けられている点を除いて、回転ノズル装置１０と実質的に同一の構成を有している。
【００２３】
すなわち、回転ノズル装置３０は、第３通水路３２ａが内部に設けられ、給水源に接続された固定部３２と、第３通水路と流体連通する第４通水路３６が内部に設けられ、固定部３２の軸３２ｂを中心として回転するように配置された回転部３４とを備えている。回転部３４には、第４通水路３６との接続箇所４０ａ、４２ａから回転部３４の下面３４ａに位置するノズル先端４０ｂ、４２ｂまで延びた多数のノズル孔４０、４２が設けられている。ノズル孔４０、４２は、図７（ａ）に示されるように、軸３２ｂを中心とする複数（図７（ａ）の例では、５つ）の同心円上に規則的に配列されている。
【００２４】
ノズル孔４０、４２のうち少なくとも最も外側に位置する同心円上に配列されているノズル孔４０の各々は、当該ノズル孔４０のノズル先端４０ｂの箇所において、同心円Ｃ2に対する接線（図７（ａ）において矢視８−８）に沿って見たとき、回転部３４の回転軸線（換言すると、固定部３２の軸３２ｂ）に対して、それぞれ角度β傾斜している（図８参照）。このノズル孔４０の傾斜により、第１の実施の形態に係る回転ノズル装置１０と同様に、ノズル孔４０から水が噴出したとき、回転部３４がこの噴出力により、固定部３２の軸３２ｂを中心として回転することとなる。
【００２５】
角度βは、本発明者が種々の実験を行った結果、角度αと同様に、１０°〜２０°とするのが好ましいことを見い出した。
【００２６】
本発明は、以上の発明の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係る回転ノズル装置の底面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）の線１ｂ−１ｂに沿って見た断面図である。
【図２】図２（ａ）は、図１（ａ）の線２ａ−２ａに沿って見た断面図、図２（ｂ）は、本発明の回転ノズル装置の回転原理を説明するための図である。
【図３】図１の回転ノズル装置の水噴出範囲を示した図である。
【図４】図１の回転ノズル装置の変形形態を示した図である。
【図５】図１の回転ノズル装置の別の変形形態を示した図である。
【図６】図１の回転ノズル装置の更に別の変形形態を示した図である。
【図７】図７（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係る回転ノズル装置の底面図、図７（ｂ）は、図７（ａ）の線７ｂ−７ｂに沿って見た断面図である。
【図８】図７（ａ）の線８−８に沿って見た断面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１０、３０  回転ノズル装置
１２、３２  固定部
１２ａ、３２ａ  通水路
１２ｂ、３２ｂ  軸
１４、３４  回転部
１６、３６  通水路
１８ａ、３８ａ  滑り軸受
１８ｂ、３８ｂ  脱落防止リング
１８ｃ、３８ｃ  摩擦低減材
２０  第１ノズル孔
２２  第２ノズル孔
４０、４２  ノズル孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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